Contoh Soal dan Pembahasan Fisika Besaran, Satuan dan Dimensi

SOAL DAN PEMBAHASAN FISIKA 
BESARAN DAN SATUAN

Apa yang dimaksud dengan besaran? 

Besaran dalam fisika diartikan sebagai sesuatu yang dapat diukur, serta memiliki nilai dan satuan. Sementara itu, satuan digunakan sebagai pembanding dalam pengukuran. Dalam satuan, kita mengenal yang namanya Satuan Internasional (SI), yaitu satuan yang distandarisasi dan diakui penggunaanya secara Internasional. Nah, berdasarkan satuannya, besaran terdiri dari besaran pokok dan besaran turunan.

A. Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang menjadi dasar untuk menetapkan besaran yang lain. Satuan besaran pokok disebut satuan pokok dan telah ditetapkan terlebih dahulu berdasarkan kesepakatan para ilmuwan. Besaran pokok sifatnya bebas, artinya tidak bergantung pada besaran pokok yang lain. 

B. Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang disusun dari besaran pokok. Satuan besaran turunan disebut satuan turunan dan diperoleh dengan menggabungkan beberapa satuan besaran pokok. Misalnya, satuan turunan dari luas. Luas itu diperoleh dengan mengalikan panjang dan lebar suatu bangun. Nah, panjang dan lebar itu satuan pokoknya kan meter (m). 

Contoh Soal dan Pembahasan

Materi Fisika : Hukum Newton pada Gerak Rotasi

Materi Fisika : Hukum Newton pada Gerak Rotasi

Gerak Rotasi - Pada materi sebelumya, yakni tentang Materi Fisika Rotasi Benda Tegar, sobat Lokersains telah mempelajari Materi Momen Gaya dan Momen Inersia. Alangkah baiknya jika sobat memahami dengan baik apa itu Momen Gaya dan Momen Inersia. Kenapa? Karena materi fisika Hukum Newton pada Gerak Rotasi berkaitan dengan materi sebelumnya. Pada materi kali ini Lokersains akan membahas tentang Kesetimbangan Benda Tegar dan Gerak Rotasi. Langsung saja, kita bahas satu persatu.

Kesetimbangan Benda Tegar 

Saat kelas X, masih ingatkah sobat Lokersains tentang Hukum Newton. Masih ingat bukan? Pada materi fisika kesetimbangan benda tegar kita akan menerapkan Hukum 1 Newton. Hukum 1 Newton menyatakan bahwa jika benda dipengaruhi gaya yang jumlahnya nol 

(Σ F = 0) maka benda akan lembam atau seimbang translasi. 

Hukum 1 newton diatas itulah yang akan kita kembangkan untuk gerak rotasi. Jika suatu benda dipengaruhi momen gaya yang jumlahnya nol (Σ τ = 0) maka benda tersebut akan seimbang rotasi.

Kedua syarat di atas itulah yang dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa sebuah benda tegar itu seimbang. Sebuah benda tegar akan seimbang jika memenuhi keadaan syarat di atas. Berarti berlaku syarat di bawah.

Untuk lebih memahami penggunaan syarat diatas, perhatikan contoh soal berikut ini :

Contoh soal :

Sebuah papan panjangnya 2 m diberi penopang tiap-tiap ujungnya seperti pada dibawah ini. Massa papan 10 kg. Pada jarak 50 cm dari penopang B diletakkan beban 80 N. Jika sistem dalam keadaan seimbang maka tentukan gaya tekan normal yang bekerja di titik A dan B!

Pembahasan :

Untuk menentukan nilai N_A dan N_B dapat digunakan syarat persamaan diatas.  Karena keduanya belum diketahui, gunakan syarat Σ τ = 0 terlebih dahulu.

Langkah pertama gambarkan terlebih dahulu gaya yang bekerja gambar diatas, selanjutnya tentukan titik acuan yang akan dipakai pada soal ini kita ambil titik acuan A.

Gaya yang bekerja pada gambar diatas adalah :

N_A     = Gaya normal di titik A

N_B     = Gaya normal di titik B

W_AB  = Berat Papan = m x g = 10 kg x 10 m/s² = 100 N

W      = Berat Balok = 80 N

Acuan Titik A, maka besarnya momen gaya :

                                                 Σ τ       = 0

R_AB. N_B – R_AO.W_AB – R_OC. W = 0

          2. N_B  - 1. 100 – 1,5. 80  = 0

                                      2. N_B   = 100+120

                                      N_B       = 220/2

                                      N_B       = 110 N

Nilai N_A ditentukan dengan syarat Σ F = 0, sehingga :

Σ F  = 0

           N_A + N_B - W_AB - W = 0

                                   N_A = W_AB + W - N_B

                                                         N_A = 100 + 80 – 110 = 70 N

Download :

Contoh Soal dan Pembahasan Kesetimbangan Benda Tegar disini

Gerak Rotasi

Kalian sudah belajar tentang keadaan benda  yang memiliki resultan momen gaya nol, yaitu bendanya akan setimbang rotasi. Bagaimana jika resultan tidak nol? Jawabannya harus kalian hubungkan hukum II Newton.

Pada hukum II Newton di kelas X, telah kalian pelajari untuk gerak translasi. Jika benda dipengaruhi gaya yang tidak nol maka benda itu akan mengalami percepatan. Σ F = m a. Apabila hukum II Newton ini kalian terapkan pada gerak rotasi maka saat benda bekerja momen gaya yang tidak bekerja momen gaya yang tidak nol maka bendanya akan bergerak rotasi dipercepat.

Dari penjelasan di atas dapat dibuat simpulan hukum II Newton pada gerak translasi dan rotasi sebagai berikut.

Pahamilah persamaan di atas pada contoh berikut.

Sistem benda

Sistem benda adalah gabungan beberapa benda yang mengalami gerak secara bersama-sama. Pada sistem benda bab ini dapat merupakan gabungan gerak translasi dan rotasi. Contohnya adalah sistem katrol dengan massa tidak diabaikan. 

Menggelinding

Kalian tentu sudah mengenal kata menggelinding, bahkan mungkin pernah jatuh dan menggelinding. Benda menggelinding adalah benda yang mengalami dua gerak langsung yaitu translasi dan rotasi.

Contohnya seperti gerak roda sepeda, motor atau mobil yang berjalan. Selain berotasi roda juga bergerak translasi (lurus). Pada gerak yang menggelinding akan berlaku kedua syarat secara bersamaan dari persamaan gerak rotasi.

Materi Fisika Momen Gaya dan Momen Inersia : Rotasi Benda Tegar - Terbaru

Materi Fisika Rotasi Benda Tegar :

Momen Gaya dan Momen Inersia 

Lokersains.com - Tahukah kalian bahwa gerak benda ada berbagai jenis? Ada gerak lurus, Ada getaran, ada juga gerak melingkar atau gerak rotasi. Pada kesempatan ini, admin akan mencoba menjelaskan materi tentang Rotasi Benda Tegar. Gerak rotasi sama halnya dengan gerak melingkar, yakni gerak yang melewati porosnya. Adakah yang bisa menyebutkan contoh gerak rotasi??? Sangat mudah, contoh gerak rotasi adalah orang yang membuka pintu, gerak rotasi bumi, gerak roda dan sebagainya.

Bagaimana sebuah benda dapat berotasi? Besaran apakah yang mempengaruhinya? Bagaimana percepatannya? Bagaimana energinya? dan bagaimana momentumnya? itulah pertanyaan-pertanyaan yang akan terjawab ketika anda selesai membaca Materi Fisika Momen Gaya dan Momen Inersia ini.

Karena setelah membaca tulisan ini, diharapkan pembaca dapat memahami :

1. Menentukan momen gaya dan momen inersia suatu benda yang berotasi

2. menentukan syarat-syarat benda yang seimbang berotasi

3. menentukan percepatan benda yang berotasi

4. menentukan energi kinetik rotasi dan momentum sudut

Momen Gaya

Momen gaya adalah besaran yang dapat menyebabkan benda berotasi. Contohnya mari kita amati roda yang berputar, membuka atau menutup pintu atau permainan roda putar pada kegiatan pasar malam. Jadi momen gaya adalah besaran yang dipengaruhi oleh gaya dan lengan. Sedangkan Besarnya Momen Gaya didefiniskan sebagai hasil kali antara gaya yang bekerja dengan lengan yang Saling Tegak Lurus. Lalu bagaimana jika gaya yang dikerjakan membentuk sebuah sudut?? Maka besarnya momen gaya dapat dirumuskan :

Arah Torsi dan Arah Rotasi

Kaidah Tangan Kanan

Rumus Momen Gaya

MOMEN INERSIA

Pada gerak rotasi, kalian dikenalkan besaran baru yakni momen inersia? Apa itu momen inersia?.

Inersia berarti lembam atau mempertahankan diri. Momen Inersia merupakan besaran yang nilainya tetap pada suatu gerak rotasi. Besaran momen inersia analog dengan massa pada gerak translasi atau lurus.

Besarnya momen inersia sebuah partikel yang berotasi dengan jari-jari sebesar R seperti gambar dibawah didefiniskan sebagai hasil kali massa dengan kuadrat jari-jarinya.

Sebuah partikel berotasi pada sumbunya

Dari definisi besarnya momen inersia diatas, maka berlaku persamaan :

Rumus Momen Inersia

Untuk sistem partikel atau benda tegar memenuhi hubungan berikut :

Rumus Sistem Partikel dan Benda Tegar

k adalah nilai konstanta inersia yang besarnya bergantung pada suhu dan bentuk bendanya. Perhatikan gambar berikut ini :

Konstanta Inersia

Demikian, sedikit tentang Materi Fisika Rotasi Benda Tegar : Momen Gaya dan Momen Inersia  yang admin coba bagikan, mudah-mudahan bermanfaat. 

Hukum Gravitasi Newton - Materi Fisika Kelas X

Hukum Gravitasi Newton – Sobat Lokersains Sebelum membahas secara lebih detail tentang Hukum Gaya Gravitasi Newton, ada baiknya jika Sobat mengetahui Pengertian Gaya Gravitasi karena didalam Ilmu Fisika Pengertian Gravitasi ialah Gaya yg timbul akibat interaksi gaya tarik menarik antar materi.

Lalu Pengertian Gaya Gravitasi Bumi didalam Ilmu Fisika Dasar ialah Gaya Tarik Bumi terhadap benda yg ada diatas permukaannya ke arah Pusat Bumi dan sebagai contoh yang sangat simple untuk membuktikan bahwa di Bumi terdapat Gaya Gravitasi ialah kalian bisa melemparkan Benda, Barang maupun Buah ke Atas maka pastinya Benda tersebut akan jatuh kebawah. Hal tersebut dikarenakan Gaya Tarik Benda yg dilempar oleh kalian terhadap Bumi jauh lebih kecil dibandingkan dg Gaya Tarik Bumi terdapat Benda tersebut.

Kemudian Perihal Gravitasi Bumi ini pertama kali diperkenalkan oleh seorang Ahli Fisikawan, Ahli Astronomi, Ahli Matematikawan dan Teolog yang bernama Sir Isaac Newton yang lahir pada tahun 1643 – 1727 dan berasal dari Inggris. Pada sejarahnya Sir Isaac Newton menemukan Hukum Gravitas Newton berasal dari ia memperhatikan peristiwa Apel Yang Jatuh dan ia (Newton) berpikir bahwa ada suatu Gaya didalam Bumi yg belum diketahui dan Gaya tersebut menyebabkan Benda yg awalnya Diam menjadi Bergerak.

Sir Isaac Newton pun menyadari bahwa Gaya tersebut yang menyebabkan Bulan selalu berada didekat Planet Bumi dan tetap ada didlm lintasan orbit yg mengelilingi Planet Bumi. Berawal dari kejadian tersebut, Sir Isaac Newton menyebut gaya tersebut sebagai Gaya Gravitasi dan menetapkan bahwa Gaya ini (Gaya Gravitasi) pasti ada diantara semua benda baik yang ada di Bumi maupun di Luar Angkasa.

Bunyi Hukum Gravitasi Newton

Adapun untuk Bunyi Hukum Gaya Gravitasi Newton berbunyi, ” Setiap Massa menarik Massa yang lain dengan Gaya Segaris yg menghubungkan antara kedua Inti Massa dan Besarnya Gaya Tarik yg terjadi, berbanding lurus dgn perkalian kedua Massa & Berbanding terbalik dgn Kuadrat Jarak antara Kedua titik Massa Tersebut.

Teori mengenai Hukum Gravitasi Newton tersebut telah dikembangkan lebih jauh lg bahwa disetiap Benda Angkasa akan saling Tarik – Menarik dan ini dapat menjelaskan mengapa Bumi terus berputar mengelilingi Sang Matahari untuk mengimbangi Gaya Tarik – Menarik Gravitas Bumi – Matahari sehingga dengan memakai Fenomena tarik menarik Gravitasi ini juga dapat menjelaskan bahwa Meteor yg mendekat ke Planet Bumi di Ruang Angkasa akan tertarik oleh Gaya Gravitasi Bumi dan Jatuh ke Bumi.

Kemudian Sir Isaac Newton sendiri didalam Tulisannya di Journal Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ditanggal 5 Juli 1687 lalu menjelaskan secara lebih detail tentang Gaya Gravitasi dalam bentuk Rumus yang diberi nama sebagai Rumus Gaya Gravitasi Newton.

Rumus Gravitasi Newton Fisika Dasar

Perlu kalian ingatkan sebagai Pelajar Siswa Siswi khususnya tingkat SMP (Sekolah Menengah Pertama) dan SMA (Sekolah Menengah Atas) bahwa Rumus Gravitasi Newton ini sering muncul di Soal Ujian Sekolah ataupun di Soal Ujian Nasional (UN) sehingga kalian sebagai pelajar Siswa Siswi harus benar – benar dapat memahami atau mengerti tentang Rumus Gravitasi Newton didalam Rumus Dasar Fisika ini agar nantinya kalian bisa mengerjakan Soal – Soal Ujian Nasional dan Ujian Sekolah terkait Gravitasi maka anda bisa mengerjakannya dengan mudah.

Mungkin hanya seperti itu saja penjelasan dari lokersains terkait Hukum Gravitasi Newton dan Rumus Gravitasi Newton, semoga saja apa yang sudah dijelaskan diatas dapat berguna untuk kalian para Pelajar Siswa Siswi diseluruh Indonesia dan paling tidak akan bermanfaat bagi Masyarakat Umum dalam menjelaskan bahwa didalam Planet Bumi ini terdapat Gaya Gravitasi dan Gaya Gravitasi ini dapat membuat Benda – Benda yang Jatuh ke Atas akan Turun ke Bawah atau Gravitasi dapat menjelaskan bahwa Manusia tetap menginjak ke Tanah tidak melayang layang seperti di Luar Angkasa.

Demikian Sobat Lokersains penjelasan materi tentang Hukum Gaya Gravitasi Newton, semoga bermanfaat, jika ada pertanyaan kritik atau saran, silahkan tinggalkan Komentar yah . . . .
Atau jika mau membaca materi yang lainnya silahkan klik DISINI

Terima Kasih

Kumpulan Materi Fisika : Hukum-Hukum Keppler

Lokersains.com – Selamat sore sobat loker sains. Kali ini admin akan mencoba memaparkan Hukum-Hukum Keppler. Johanes Keppler merupakan salah seorang yang memiliki perhatian besar terhadap astronomi. Beliau mempelajari astronomi dari penerapan hukum gravitasi Newton yang dapat diterapkan untuk menjelaskan gerak benda-benda angkasa. Beliau terkenal dengan tiga hukumnya tentang pergerakan benda-benda angkasa, yaitu:

Hukum I Kepler

Semua planet bergerak pada lintasan elips mengitari matahari dengan matahari berada di salah satu fokus elips. Hukum I ini dapat menjelaskan akan lintasan planet yang berbentuk elips, namun belum dapat menjelaskan kedudukan planet terhadap matahari, maka muncullah hukum II Kepler.

Hukum II Kepler

Suatu garis khayal yang menghubungkan matahari dengan planet, menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama.

Hukum III Kepler

Perbandingan kuadrat periode terhadap pangkat tiga dari setengah sumbu panjang elips adalah sama untuk semua planet. Hukum III Kepler dapat dirumuskan :

          T    =      kala revolusi suatu plenet (s atau tahun)

         R   =      jarak suatu planet ke Matahari (m atau sa)

         Jika diperlukan gunakan nilai-nilai yang telah ditetapkan, yaitu :

         T bumi = 1 tahun

         R bumi = 1 SA ( 1 satuan astronomis = 150 juta km)

Demikian sedikit penjelasan materi tentang Hukum-Hukum Keppler. Semoga Bermanfaat. Sebelum mengakhiri materi ini, jika konten ini bermanfaat, silahkah Share terlebih dahulu.

Baca Juga :

Hukum Newton Tentang Gravitasi

Latihan Soal dan Pembahasan UKK 2018

Langkah terakhir, Loker Sains mencoba sedikit membahas contoh-contoh soal tentang hukum-hukum Keppler sebagai berikut, agar sobat bisa lebih memahami materi ini.

Contoh :

1.    Sebuah planet mempunyai kala revolusi terhadap Matahari sebesar 4 tahun. Tentukan jarak planet tersebut terhadap Matahari!

Penyelesaian :

Jika nilai pembanding dari planet lain tidak diketahui, gunakan nilai yang dimiliki 

2.    Jika dua benda mengalami gaya tarik gravitasi 400 N, maka tentukan gaya gravitasinya kini, jika jarak kedua benda dijadikan ½ kali semula!

Penyelesaian :

 

3.    Suatu benda di permukaan planet bumi memiliki berat 2500 N. Tentukan berat benda pada ketinggian 2 kali jari-jari bumi, dihitung dari permukaan bumi!

Penyelesaian :

Jika ada pertanyaan tentang materi ini, silahkan kirim komentar dibawah. Mudah-mudahan loker sains bisa membantu..

Atau jika mau membaca materi yang lainnya silahkan klik DISINI

Terima Kasih

Materi Fisika : Istilah-Istilah Pada Gelombang

ISTILAH-ISTILAH PADA GELOMBANG

Gelombang merupakan perambatan dari getaran. Dalam perambatannya, gelombang membutuhkan suatu medium. Perambatan gelombang tidak disertai dengan perpindahan tempat permanen dari materi-materi medium perantaranya. Gelombang dalam perambatannya memindahkan energi. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibagi menjadi dua macam, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium. Contoh gelombang mekanik adalah gelombang bunyi, gelombang tali, dan gelombang pegas, dan gelombang permukaan air. Adapun gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dalam perambatannya tidak memerlukan medium.

Beberapa istilah pada gelombang mirip dengan istilah-istilah pada getaran , seperti simpangan, amplitudo, frekuensi dan periode. Berikut ini adalah penjelasan istilah-istilah penting yang berkaitan dengan dengan gerak gelombang.

1.      Panjang Gelombang

Satu gelombang pada tali didefinisikan terdiri atas satu puncak dan satu lembah. Panjang satu puncak dan satu lembah disebut panjang gelombang. Deskripsi grafis mengenai panjang, puncak dan lembah gelombang ditunjukan pada gambar dibawah ini.

Panjang gelombang diwakili oleh jarak antara titik A dan E atau jarak antara titik  B dan F (dua puncak yang berdekatan) atau jarak antara  C dan G (dua lembah yang berdekatan). Sementara itu, lengkungan ABC atau EFG disebut puncak gelombang dan lengkungan CDE dan GHI disebut lembah gelombang.

2.      Periode dan Frekuensi Gelombang

Periode gelombang adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu panjang gelombang.

Frekuensi Gelombang adalah jumlah gelombang yang melewati suatu titik tiap sekon.

Hubungan antara frekuensi dan periode dinyatakan sebagai berikut :

Dimana :

F = frekuensi (Hz)

T = periode (sekon atau detik)

3.      Cepat Rambat Gelombang

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam satu sekon. Pada gelombang, dalam periode T, jarak tempuhnya sama dengan panjang gelombangnya (λ), sehingga cepat rambat gelombangnya memenuhi persamaan berikut ini :

Dimana :

V = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

kecepatan rambat gelombang bergantung pada karakteristik medium yang dilaluinya. Sebagai contoh, kecepatan gelombang pada tali bergantung pada gaya tegangan tali (F_T) dan massa per satuan panjang tali, yaitu   .

Untuk amplitudo kecil, hubungannya diberikan oleh persamaan berikut :

4.      Simpangan dan Amplitudo Gelombang

Simpangan gelombang adalah jarak partikel yang dilalui gelombang ke ttik setimbang. Amplitudo adalah simpangan maksimum. Pada gambar dibawah amplituod diwakili oleh panjang  BB’, DD’, atau FF’

            









Demikian sobat lokersains, Kumpulan Materi Fisika Istilah-Istilah pada Gelombang, untuk lebih memahami silahkan pelajari materi gelombang tranversal dan gelombang longitudinal.

Semoga bermanfaat.

Atau jika mau membaca materi yang lainnya silahkan klik DISINI

Terima Kasih

KUMPULAN MATERI FISIKA (GELOMBANG DAN SIFAT-SIFATNYA)

Percayakah Anda bahwa manusia tidak dapat hidup tanpa adanya getaran dan gelombang? Mungkin Anda tidak percaya, karena yang mengakibatkan manusia tidak dapat hidup seandainya manusia tanpa makan dan minum atau tanpa oksigen, bukan karena getaran dan gelombang.

Alasan di atas memang benar, tetapi mari kita perhatikan bagaimana sumber makanan ada, air dapat dimasak, mata dapat melihat, telinga dapat mendengar, atau bagaimana tumbuhan dapat melepaskan oksigennya ke udara.Semua kejadian ini memerlukan energi. Energi dapat berubah bentuk atau dapat mengalir ke tempat lain karena  adanya getaran dan gelombang.

Gelombang merupakan peristiwa merambatnya energi akibat getaran lokal partikel atau benda. Getaran lokal adalah partikel atau benda di sebelahnya, demikian seterusnya. Akibat getaran pertama tadi, energi dapat merambat. Energi digunakan untuk berbagai keperluan, contoh telinga dapat mendengar karena sumber bunyi menggetarkan molekul-molekul udara dan terus merambat sehingga molekul-molekul udara di sekitar telinga ikut bergetar dan menggetarkan gendang telinga.

Lalu, syaraf dalam tubuh menyampaikan informasi tentang gelombang tersebut ke dalam otak dan otak kita memprosesnya.

Alasan inilah yang mengakibatkan manusia tidak  dapat hidup tanpa adanya gelombang dan getaran. Pada dasarnya, tidak hanya manusia yang memerlukan gelombang dan getaran, namun seluruh makhluk hidup memerlukan getaran dan .. Oleh karena itu, getaran dan gelombang sangat penting dalam kehidupan makhluk hidup 

Pada materi Gelombang ini kita akan mempelajari :

A.    Istilah-istilahgelombang

B.     Gelombang Tranversal dan Gelombang Longitudinal

C.     Gelombang Berjalan

D.    Gelombang Stasioner

E.     Energi dan Intensitas Gelombang

F.      Sifat-sifat Umum Gelombang

Demikian materi gelombang, untuk lebih jelasnya silahkan pelajari tiap bagian pada materi ini. Semoga bermanfaat .....

Atau jika mau membaca materi yang lainnya silahkan klik DISINI

Terima Kasih